Porto, Outubro 2013

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e de

Computadores

Redes sem fios: Gerações de Telemóveis

De onde viemos? Onde estamos? Para onde vamos?

Turma: 1MIEEC02

Supervisor: Sílvio Abrantes Moreira

Monitor: Telmo Sousa Lima

Equipa (Grupo B)

Carlos Almeida

Carlos Melo

Cláudio Santos

Gonçalo Costa

Pedro Rodrigues

2

Resumo A unidade curricular Projeto FEUP tem como principais objetivos dar a conhecer a todos

os alunos da Faculdade de Engenharia os diversos serviços que esta tem para lhes oferecer,

assim como desenvolver uma capacidade de trabalhar em equipa que será fulcral nos futuros

engenheiros.

Este relatório destina-se, assim, à UC Projeto FEUP, onde será desenvolvido o tema Redes

sem fios, e encontrada uma resposta ao seguinte problema:

Gerações de telemóveis: De Onde viemos? Onde estamos? Para onde vamos?

Após uma pequena introdução, é feita uma breve referência à história do telemóvel, onde

se analisam o primeiro dispositivo móvel e a primeira chamada móvel de sempre.

De seguida, desenvolvem-se as diferentes gerações de comunicações móveis existentes

até ao dia de hoje (1G-4G), dentro das quais se abordam com maior destaque o tipo de redes

que marcou cada geração assim como a forma como estas eram utilizadas.

Numa última fase, é feita uma análise à evolução dos telemóveis e das suas características

(essencialmente físicas), bem como uma crítica as perspetivas que existem, hoje, para o que

será o futuro das redes sem fios.

3

Agradecimentos Todos os elementos do grupo aproveitam este relatório para agradecer a todos os que

contribuiram para a realização do trabalho, nomeadamente ao monitor Telmo Silva e ao

supervisor Sílvio Abrantes Moreira , por terem ajudado em tudo o que podiam durante as

aulas.

A equipa gostaria também de deixar um enorme agradecimento à FEUP, por reunir

excelentes condições nos diversos serviços disponíveis a todos os estudantes.

4

Índice de Figuras Figura 1 – Funcionamento de uma ligação móvel no sistema AMPS

Figura 2 – Disposição do espectro de frequências com 2 canais (sistema AMPS)

Figura 3 – LTE vs Wimax

Índice de Gráficos Gráfico 1 – Serviços de mutimédia mais utilizados pelos portugueses

Índice de Tabelas Tabela 1 – Principais sistemas 1G utilizados por todo o mundo

5

Índice Resumo…………………………………………………………………………………………………….2

Agradecimentos……………………………………………………………………………………….3

Glossário………………………………………………………………………………………………….6

Introdução…………………………………………………………………………………………..…..8

De onde Somos? Onde estamos? Para Onde Vamos?

1. História do telemóvel…………………………………………………….……………...9

a. O primeiro telemóvel

b. A primeira chamada móvel

2. Primeira geração (1G)

a. Tipos de rede utilizados………….………………………………………….10

b. Sistemas AMPS e TACS……………………………………………………….10

c. Outros sistemas………………………………………………………………….11

d. Desvantagens……………………………………………………………………..12

3. Segunda geração (2G)

a. Tipos de rede utilizados………….…….……………………..…………….13

b. Geração 2,5…….…………………………..………………………..……………14

4. Terceira geração (3G)

a. Características dos equipamentos………………………………………16

b. Tipos de rede utilizados………….…………………………………….......17

c. High Speed Packet Access (HSPA)……………………………………….17

5. Quarta geração (4G)

a. Tipos de rede utilizados….…………….....…………………………..……18

b. Roaming………………………………………………………………………..……19

6. Perspetivas para o futuro…………………………………………………………….20

Conclusão…………………………………………………………………………………………......21

Referências Bibliográficas………………………………………………………………………22

6

Glossário 1G First Generation

2G Second Generation

3G Third Generation

3GPP Third Generation Partnership Project

4G Fourth Generation

AMPS Advanced Mobile Phone System

CN Core Network

DL Downlink

EDGE Exchange Data rates for GSM Evolution

ETSI European Telecommunications Standard Institute

ETACS European Total Access Communication System

eNodeB Evolved NodeB

EPC Evolved Packet Core

EPS Evolved Packet System

E-UTRAN Evolved UTRAN

FCC Federal Communication Commission

FDMA Frequency Division Multiple Access

FM Frequency Modulation

GSM Global System for Mobile Communications

GPRS General Packet Radio Service

GPS Global Positioning System

HSPA High Speed Packet Access

HSDPA High Speed Downlink Packet Access

HSUPA High Speed Uplink Packet Access

IMT International Mobile Telecommunications

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IP Internet Protocol

ITU International Telecommunication Union

JTACS Japan Total Access Communications System

LTE Long Term Evolution

MME Mobility Management Entity

MMS Multimedia Messaging Service

NMT Nordic Mobile Telephone

NTT Nippon Telegraph and Telephone

PDN Packet Data Network

P-GW PDN Gateway

PLMW Public Land Mobile Network

QoS Quality of signal

SAE System Architecture Evolution

S-GW Serving Gateway

SMS Short Message Service

TDMA Time Division Multiple Access

UE User Equipment

UL Uplink

UMTS Universal Mobile Telecommunications System

UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network

VoIP Voice over IP

WCDMA Wide-Band Code-Division Multiple Access

8

Introdução O Telemóvel revolucionou a forma de comunicar de milhões de pessoas em todo mundo

e por esse motivo é que é reconhecido como uma das maiores invenções tecnológicas do nosso

tempo. Poucas invenções tiveram uma adesão tão grande por parte dos consumidores.

Podemos afirmar que hoje em dia o telemóvel tornou-se num objecto indispensável na vida de

uma pessoa. Graças ao seu tamanho podemos guardar o telemóvel no bolso das calças, numa

carteira ou simplesmente andar com ele na mão, transportando-o para todo o lado sem

qualquer incómodo.

Os actuais telemóveis oferecem-nos centenas de funcionalidades e aplicações para além

de fazer simples chamadas e envio de mensagens, tais como a possibilidade de ver televisão,

aceder à internet e às redes sociais, jogar, consultar a agenda, entre outros. Como consequência

dos avanços tecnológicos os telemóveis estão cada vez mais equiparados a um computador.

Mas nem sempre foi assim. Os primeiros telemóveis eram de grandes dimensões e

pesados, pouco eficientes, e a duração das chamadas era muito limitada. Foi por volta dos anos

70 que o telemóvel começou a ser comercializado mundialmente.

O desenvolvimento científico e tecnológico permitiu, ao longo das últimas décadas,

aperfeiçoar o telemóvel tornando-o capaz de fazer chamadas para qualquer sítio do mundo com

boa qualidade e acesso à internet cada vez a maior velocidade.

Ao longo deste trabalho iremos abordar a evolução do telemóvel nomeadamente ao nível

das redes sem fios e a forma como os dados são enviados. Tentaremos responder às questões:

De onde viemos? Onde estamos? Para onde vamos?

9

História do telemóvel A 3 de Abril de 1973 Martin Cooper, investigador da Motorola, efectua a primeira

chamada móvel. No mesmo ano a Motorola lançou as bases da primeira geração de telemóveis

ao anunciar o DynaTACTM Cellular Phone, que pesava 1089g.

Em Portugal o telemóvel só surgiu em finais dos anos 80, pelas mãos dos CTT/TLP

(Correios de Portugal). Foi este organismo que mais tarde, em 1992 criou a TMN

Telecomunicações Móveis Nacionais S.A.

A evolução tecnológica proporcionou o aperfeiçoamento dos telemóveis com

consequências não só na alteração das suas dimensões mas também nos sistemas de redes

utilizados pelos mesmos.

Actualmente os telemóveis são mais do que um simples aparelho que nos permite

comunicar. O gráfico seguinte demonstra quais os serviços multimédia mais realizados pelos

portugueses.

Graf. 3 – Serviços de multimédia mais utilizados pelos portugueses

Partindo do gráfico, conclui-se que o uso do Short Message Service (SMS) é um dos

serviços mais usados. Para além disso, o acesso à internet e o uso de redes sociais tem sido cada

vez mais frequente, subindo 4,3% e 6,6% respectivamente, entre os meses de Junho de 2012 a

Março de 2013.

Unidade: % Fonte: MARKTEST – Estudo Barómetro de Telecomunicações, abril 2013 Base: Possuidores de telemóveis

10

1ª Geração de telemóveis (1G)

a. Tipos de rede utilizados

A primeira geração de redes de telecomunicações (1G) foi implementada em 1980 e é

baseada em tecnologia analógica para a transmissão de sinais de voz (com modulação em

frequência FM). O acesso seria efectuado recorrendo a técnicas de FDD/FDMA. b. AMPS e TACS

Esta geração, que revolucionou por completo o mundo das tecnologias, consistiu em

diversos sistemas, entre os quais se destacam o AMPS e o TACS.

AMPS

Em 1982 foi lançado, nos EUA, o Sistema AMPS (Advanced Mobile Phone System)

Este sistema foi localizado pela FCC (Comissão Federal de Comunicações) dentro da gama

de frequências de 800 a 900 MHz (869 – 894 MHz para receção e 824 – 849 MHz para

transmissão)

Para estabelecer uma

ligação móvel, seria

necessária uma banda

de 30 kHz para cada

um dos diferentes

sentidos, isto é, uma

banda de 30 kHz para o

“Downlink”

(transmissão da

radiobase para o

dispositivo móvel) e

uma diferente banda

de igual frequência

para o “Uplink”

(transmissão do

dispositivo móvel para

a radiobase), tal como

mostra a figura 1. Fig.1 – Funcionamento de uma ligação móvel no sistema AMPS

Em cada um dos diferentes sentidos de transmissão estariam inicialmente disponíveis 20

MHz, o que correspondia a 666 canais de voz com 30 kHz de largura de banda. O sistema AMPS

sofreu, posteriormente, uma extensão de 5 MHz à sua largura de banda original.

11

Fig.2 - Disposição do espectro de frequências com 2 canais (sistema AMPS).

É designado por canal as duas bandas associadas ao par Uplink e Downlink. Um exemplo

de como seria a disposição do espectro de frequências com 2 canais está representado na figura

2.

Para obter a representação com mais canais, basta ir ocupando o espectro até um

determinado limite. Esta modalidade é conhecida como FDMA (Frequency Division Multiple

Access ou Acesso Múltiplo por Divisão de Frequência).

As bandas adotadas nos EUA puderam ser aplicadas com poucas alterações (ou mesmo nenhumas) em outros países, o que ajudou na ampla distribuição do sistema AMPS.

TACS

Na Europa, diversos sistemas da 1G parecidos com o americano AMPS foram

desenvolvidos, entre os quais o Total Access Communications System (TACS).

O Sistema TACS foi desenvolvido no Reino Unido, nos anos 80 e, sendo baseado no

sistema AMPS, tornou-se bastante similar a este último. Estes 2 sistemas apenas apresentavam

como principal diferença a largura da banda do canal de voz (passara a ser 25 kHz). O sistema

europeu teve, tal como o AMPS, uma extensão da sua largura de banda original, passando a ser

chamado de ETACS (Extended Total Access Communications System).

c. Outros Sistemas

Sistema Ano Países utilizadores

AMPS 1982 EUA, Canadá, Canadá, Austrália, Argentina, Brasil, Bangladesh, China, Hong Kong, Indonésia, Malásia, México, Nova Zelândia, Coreia do Sul,

Taiwan, Tailandia

ETACS Reino Unido, Emirados Árabes Unidos, Kuwait, Bahrain, Malta, Singapura

NMT-450 1981 Áustria, Bélgica, Republica Checa, Dinamarca, Finlândia, França, Hungria, Polónia, Espanha, Suécia, Rússia, Turquia e Ucrânia

C-NETZ 1985 Alemanha, Portugal e África do Sul

Radiocom2000 1986 França

NTT 1985 Japão

JTACS 1991 Japão

Tab.1 – Principais Sistemas 1G utilizados

12

d. Desvantagens

O uso de sinais analógicos da primeira geração para a transmissão de voz tinha várias

desvantagens, entre as quais:

1. A segurança das chamadas era bastante baixa, uma vez que qualquer pessoa poderia ouvir

facilmente uma conversa alheia ou até mesmo “roubar” o número de identificação de outra

pessoa, utilizando-o para fazer chamadas que a pessoa roubada teria que pagar.

2. Sinais analógicos são facilmente afetados por interferências, o que faz com que a

qualidade da chamada seja muito baixa.

Desta forma, o serviço analógico está a ser eliminado na maior parte dos países por mundo.

13

2ª Geração de Telemóveis (2G)

a. Tipos de rede utilizados

TDMA

A sigla TDMA vem do inglês Time Division Multiple Access , que quer dizer "Acesso

Múltiplo por Divisão de Tempo".

O TDMA é um sistema de telemóvel digital em que cada utilizador ocupa um espaço de

tempo específico na transmissão, o que impede problemas de interferência.

CDMA

CDMA (Code Division Multiple Access, ou Acesso Múltiplo por Divisão de Código) é um

método de acesso a canais em sistemas de comunicação.

É utilizado tanto para ligações telefónicas quanto para a localização via satélite (GPS).

Numa era em que as pessoas querem muito mais do que apenas falar ao telemóvel, o

CDMA é a tecnologia que possibilita uma melhor performance em aplicativos multimédia, como

áudio, vídeo e imagem, além de transmissão de voz pelo telemóvel.

Esta tecnologia permite também a localização de pessoas e lugares por meio de satélite e

da triangulação das antenas da operadora, garantindo ao cliente um amplo portfólio de serviços.

Além de ser muito útil e inovadora, essa tecnologia é a segunda mais usada pelas fábricas

de telefone móvel. A primeira é a GSM.

GSM

GSM, vem do inglês Global System for Mobile Communications, é uma tecnologia móvel

com a norma mais popular para telemóveis do mundo. O GSM diferencia-se muito de seus

antecessores sendo que o sinal e os canais de voz são digitais, o que significa que o GSM é visto

como um sistema de telefone celular de segunda geração (2G).

Aplicação

O método utilizado pelo GSM para gerir as frequências é uma combinação de duas tecnologias:

o TDMA e o FDMA. O FDMA divide os 25 MHz disponíveis de frequência em 124 canais com uma

largura de 200 kHz e uma capacidade de transmissão de dados na ordem dos 270 kbps. Uma ou

mais destas frequências é atribuída a cada estação-base e dividida novamente, em termos de

tempo, utilizando o TDMA, em oito espaços de tempo (timeslots).

14

Vantagens e desvantagens

Do ponto de vista do consumidor, a vantagem-chave do GSM são os serviços novos com

baixos custos. A vantagem para as operadoras tem sido o baixo custo de infra-estruturas

causada por competição aberta.

A principal desvantagem é que o sistema GSM é baseado na rede TDMA, que é considerada

menos avançada que a concorrente CDMA.

A performance dos telemóveis é muito similar, mas apesar disso o sistema GSM tem

mantido compatibilidade com os telefones GSM originais. No mesmo tempo, o sistema GSM

continua a desenvolver-se com o lançamento do sistema GPRS. Além disso, a transmissão de

dados em alta velocidade foi adicionada no novo esquema de modulação EDGE.

b. Geração 2,5

A tecnologia móvel 2.5G serviu de transição entre os sistemas de segunda geração (2G) e os

sistemas de terceira geração (3G). Nos sistemas 2.5G foram introduzidos alguns serviços, que

são hoje bastante populares, como por exemplo o SMS, GPRS, EDGE ou High Speed Circuit

switched data.

GPRS

GPRS é uma tecnologia que aumenta as taxas de transferência de dados nas redes GSM

existentes. Esta permite o transporte de dados por pacotes. Sendo assim, o GPRS oferece uma

taxa de transferência de dados muito mais elevada que as taxas de transferência das tecnologias

anteriores, que usavam comutação por circuito, que eram em torno de 12kbps. Já o GPRS, em

situações ideais, pode ultrapassar a marca dos 170kbps. No entanto na prática, essa taxa está

em torno dos 40 kbps.

GPRS disponibiliza acesso à Internet móvel em alta velocidade e a um custo razoável,

pois a cobrança é feita pela quantidade de pacotes de dados transmitidos e não pelo tempo de

conexão à rede.

Principais vantagens do GPRS:

Utilização de voz e dados simultaneamente no mesmo canal;

Ampla cobertura em todas as unidades;

Acesso imediato e permanente para dados;

Aumento significativo na velocidade de transmissão de dados;

Utilização de protocolos X.25 e IP amplamente divulgados;

Possibilidade de utilização de várias operadoras de telefonia e modelos diferente de

telemóveis;

Redução de custos. Com o GSM a tarifação é efetuada por tempo de conexão. Com o GPRS, a

tarifação é efetuada com base na quantidade de dados transmitidos;

15

Características principais da rede GPRS

A informação é dividida em “pacotes” relacionados entre si antes de ser transmitida e

enviada para o destinatário;

A comutação de pacotes é semelhante a um jogo de quebra-cabeças (puzzle) - a imagem

que o quebra-cabeças representa é dividida em pequenas peças pelo fabricante e colocada em

um saco plástico. Durante o transporte do quebra-cabeças entre a fábrica e o comprador, as

peças são misturadas. Quando o comprador do jogo retira as peças da embalagem ele as

remonta, formando a imagem original. Todas as peças são relacionadas entre si e se encaixam,

mas a forma como são transportadas e enviadas varia.

A Internet é um outro exemplo de rede de dados baseada em comutação de pacotes, o

mais famoso de muitos tipos de rede.

EDGE

Como nos grandes centros urbanos havia uma baixa capacidade de tráfego oferecidas

pelas redes moveis, até então analógicas de primeira geração, percebeu-se a necessidade da

criação de um novo sistema, que ficou conhecido como sistema de segunda geração (sinais

digitais).

Esses sistemas não se preocupavam muito com a transmissão de dados, utilizavam a

comutação por circuito, o que gerava taxas de transmissão na faixa de 9,6kbps. Com isso o ETSI

(European Telecomunications Standards Institute), desenvolveu uma norma aberta que

promoveu a independência das operadoras em relação aos fabricantes, assim como a

competição entre eles, provocando diminuição dos preços. EDGE é simples e tem um

investimento relativamente baixo em construção de redes.

Com a evolução do GPRS e dos serviços e das suas crescentes procuras por maiores taxas de

dados surgiram as redes “EDGE” e “UMTS”, sistemas de terceira geração. Tecnicamente o EDGE

é uma tecnologia da 3ª geração, mas geralmente é classificada como uma norma 2,75G.

16

3ª Geração de Telemóveis (3G) A terceira geração de telecomunicações móveis (3G), segue-se à primeira geração (1G) e

à segunda geração (2G) de telecomunicações móveis. A norma global para as redes 3G foi a

“International Mobile Telecommunications for the Year 2000” (IMT-2000), definido e liderado

inicialmente pelo ITU (Internacional Telecommunications Union).

a. Características dos equipamentos

Destacam-se algumas características para as redes móveis 3G como:

Transmissão de dados a velocidades elevadas:

o “144 kbps com uma cobertura total para utilização móvel” (para

situações de grande mobilidade, como por exemplo num veículo

automóvel);

o “384 kbps com uma cobertura média para utilização pedestre” (para

situações de baixa mobilidade);

o “2 Mbps com uma cobertura reduzida para utilização fixa”.

Compatibilidade mundial;

Compatibilidade dos serviços móveis da terceira geração com as redes de

segunda geração.

Com a transmissão de dados a velocidades superiores a 144 kbit/s pelas redes de 3G foi

possível utilizar com maior eficiência os serviços de multimédia, tais como videoconferência,

mensagens multimédia (vulgarmente designadas por MMS), acesso à internet a maiores

velocidades e o uso do serviço “roaming”.

Primeiros telemóveis com rede 3G na Europa e no Japão

Na Europa e na América os fabricantes e operadores de rede optaram por telemóveis

3G "multi-modo”, que funcionassem em redes 2G e 3G (por exemplo, WCDMA e GSM), desta

forma resultou numa maior complexidade dos aparelhos móveis (maior tamanho e peso). Em

2002 a “Motorola lança o primeiro produto GSM/GPRS e 3G/UMTS, o A820. Sendo a primeira

marca a introduzir um produto que funciona em modo duplo”. (img.lx.it.pt)

No Japão e na Coreia do Sul, como não havia necessidade de incluir sistemas de redes

mais antigos, como o GSM (2G), os telemóveis de 3G foram significativamente mais leves e mais

pequenos comparados com os telemóveis do mercado europeu.

17

b. Tipos de rede utilizados

O Japão foi o primeiro país a implementar a rede móvel 3G (W-CDMA) no ano de 2001 pela

operadora de telecomunicações NTT DoCoMo. Em dezembro do mesmo ano a operadora

norueguesa “Telenor” lança a primeira rede 3G na Europa (img.lx.it.pt). O Conselho da União

Europeia sugeriu às operadoras 3G para cobrirem 80% das populações nacionais europeias até

ao final de 2005.

Os sistemas de rede 3G são diferentes de continente para continente. Por exemplo o

principal sistema 3G utilizado na Europa chama-se UMTS (Universal Mobile Telecommunications

System) e foi estabelecido como evolução do antigo sistema GSM. Este novo sistema, UMTS,

utiliza uma codificação W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), que permite a

transferência simultânea de voz e de dados a elevadas velocidades podem ir de 384 kbps a 2

Mbps. No Japão e nos Estados Unidos o sistema utilizado é IMT-2000. Contudo a organização

3GPP (Third Generation Partnership Project) adotou o termo UMTS para representar as redes

3G.

c. High Speed Packet Access (HSPA)

A tecnologia HSPA (High Speed Packet Access), também designado por 3.5G, surge como

aperfeiçoamento do UMTS para aumentar a taxa de transmissão de dados e inclui o HSDPA

“High Speed Downlink Packet Access” que permite velocidades até os 14,4 Mbit/s no downlink,

e o HSUPA “High Speed Uplink Packet Access” para o uplink.

(retirado http://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/67193/1/000147364.pdf)

No entanto os valores mencionados são teóricos, e dificilmente serão atingidos na prática,

devido a diversas interferências e situações que contribuem para a redução da velocidade de

transmissão de dados.

18

4ª Geração de Telemóveis (4G)

a. Tipos de rede utilizados

LTE

O que é A sigla LTE significa Long term evolution, em português, evolução a longo prazo, e é uma

tecnologia móvel também conhecida como a 4 Geração ou 4G.

A rede LTE foi criada após as redes GSM, UMTS sendo assim baseada nestas.

Como apareceu Devido à crescente necessidade de haver possibilidade de obter um grande volume de

informação rapidamente, as redes são obrigadas a evoluir. É devido a este motivo que se dá esta

constante procura de novas tecnologias, de maneira a conseguir obter informação em qualquer

sítio, a qualquer hora, rapidamente. Atualmente, a rede LTE está na vanguarda tecnológica no

que toca a telecomunicações e redes informáticas. Foi testada publicamente pela primeira vez

em 2009 pela empresa TeliaSonera nas capitias da Suécia e da Finlândia, e após este primeiro

teste foi também implementada Nos Estados Unidos da América em 2010 pela empresa Verizon

Wireless e na Indía em 2012 pela empresa Airtel. Correntemente, vê-se uma implementação

mundial que cresce exponencialmente.

Características A tecnologia LTE veio abrir o leque e aperfeiçoar os atributos das redes usadas

anteriormente, exemplos são:

A velocidade de download e upload das redes móveis atingindo picos de velocidade

extremamente altos (velocidades na ordem dos 300 Mb\s de download e 75 Mb\s de

upload).

A diminuição do tempo de latência.

Suporta todas as bandas, independentemente da sua frequência, o que significa que

pode trabalhar em conjunto com outras redes.

Capacidade de multitasking enquanto mantém um grau de segurança do utilizador

elevado.

Como Funciona A rede LTE aparece a partir da evolução da rede de telecomunicações UMTS através da

E-UTRAN e é acompanhada pela evolução de termos que estão dentro da evolução da

arquitetura de sistemas (SAE). Estas tecnologias pertencem ao sistema de pacote evoluído (EPS).

Este sistema utiliza o conceito de portadores de EPS para dirigir informação de uma

porta de entrada vinda do PDN para o equipamento do utilizador (EU).

Um portador é um pacote de dados com uma qualidade de serviço definida pela porta

de entrada e pelo EU. O E-UTRAN e o EPC são responsáveis pela autentificação e envio destes

portadores quando são requeridos pelas aplicações.

19

Estrutura Geral

O EPS permite, a um utilizador com IP, acesso à internet através de uma PDN e a serviços

VoIP (voz sobre IP). Múltiplos portadores podem ser utilizados de maneira a providenciar

diferentes QoS de ligações a diferentes PDNs. Por exemplo, um utilizador pode estar numa

chamada VoIP, enquanto que ao mesmo tempo pode estar numa pesquisa na

Rede de acesso A rede de acesso da tecnologia LTE, E-UTRAN, consiste simplesmente numa teia de

eNodeBs. Os eNodeBs estão normalmente interligados por meio de uma interface conhecida

como “X2” e ligados ao EPC pela interface S1, mais especificamente ligados ao MME por uma

interface S1 MME. A E-UTRAN é responsável por todas as funções relacionados com rádio, que

são as seguintes:

Regulador de recursos rádios – cobre todas as funções relacionadas com portadores de

rádio tanto em uplink como em downlink.

Compressão de cabeçalho – reforça o uso eficiente da interface rádio, comprimindo os

cabeçalhos dos pacotes de IP, que, de outra maneira, iriam significar um grande

intervalo de tempo entre a ordem e o cumprimento da ação.

Segurança – toda a informação enviada pela interface rádio está encriptada.

Do lado da rede, estas funções residem nos eNodeBs. Ao contrário de algumas tecnologias de

gerações anteriores, a LTE integra controladores de rádio nos eNodeBs. Isto permite uma

interação entre diferentes protocolos da rede de acesso rádio, reduzindo a latência e

melhorando a eficiência. Um controlo, assim distribuído, elimina a necessidade de ter um

controlador de processamento intensivo. Esta situação permite reduzir custos e a centralização

de informação.

Uma consequência da falta de controlo centralizado é a transferência de toda a

informação relativa à EU, isto é, transferência da informação de um eNodeB para outro. Devido

a este facto, é necessário a utilização de mecanismos para evitar a perda de dados durante a

transferência entre eNodeBs.

b. Roaming

Uma rede de um operador num país é conhecida como a “rede móvel pública terrestre”

(PLMN). Numa situação de roaming, os utilizadores têm permissão para conectar a PLMNs às

quais não são subscritos. A tecnologia LTE não é exceção. Um utilizador em roaming está

conectado a uma E-UTRAN, MME e S-GW da rede LTE não subscrita. Contudo, a LTE permite que

o P-GW de ambas as redes seja usado. A P-GW doméstica permite, ao utilizador, acesso aos

serviços do operador doméstico, mesmo quando se encontra numa rede não subscrita.

20

Perspectivas para o Futuro O universo das comunicações móveis encontra-se permanentemente em evolução. Face

à globalização mundial, é da responsabilidade das telecomunicações dar uma resposta que se

coadune com as exigências dela, garantindo, nomeadamente, a interação e comunicação entre

pessoas. A maioria da população revela uma crescente exigência e um forte espírito crítico

relativamente à tecnologia atual, criando assim a necessidade de inovar e desenvolver os meios

de comunicação atuais. Com efeito, nos dias de hoje, aumentar a eficiência e diminuir os custos

são dos grandes imperativos tecnológicos.

Surgiu, há alguns anos, a tecnologia wi-fi, que possibilitou aos utilizadores estarem

sempre conectados, aparentemente, em qualquer lugar. Todavia, as limitações de velocidade,

segurança e alcance atribuem à criação de uma nova geração desta tecnologia caráter

obrigatório. Neste sentido, surge o WiMAX, uma versão mais robusta, otimizada e fiável da

tecnologia wi-fi, ainda que, na prática, funcione como esta mas com maior alcance, superior taxa

de transmissão de dados, disponibilidade para um número mais elevado de utilizadores, acesso

à Internet em movimento e possibilidade de utilização de Internet com altos débitos em zonas

remotas. Tecnicamente, esta tecnologia tem por base uma arquitetura de um sistema de

telecomunicações habitual – uma estação base para transmissão de dados e um dispositivo

móvel com antena para receção e transmissão de dados.

Fig.3 – LTE vs Wimax

21

Conclusão Com a realização deste relatório foram esclarecidas algumas dúvidas em relação à forma

como se processam as comunicações móveis nos dias de hoje. Para além disso, é de destacar a

elevada importância da invenção do telemóvel e todas as suas funcionalidades, bem como a sua

rápida evolução desde a altura em que foi criado o primeiro dispositivo móvel e feita a primeira

chamada móvel.

Realça-se também a adesão de toda a população mundial a esta enorme rede de

comunicação, sendo que, nos dias de hoje, se tornou dificílimo encontrar alguém que não use

telemóvel, seja ele da primeira, segunda, terceira ou quarta geração.

Como consequência desta súbita evolução, as expectativas para o que será o futuro das

telecomunicações são, como é lógico, bastante elevadas.

Espera-se, portanto, que esta revolucionária criação ainda dê bastante que falar nos

próximos anos.

22

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